(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空断熱容器である炭酸ガス貯蔵容器と、
前記炭酸ガス貯蔵容器に連結された炭酸ガス供給路と、
前記炭酸ガス供給路に設けられた冷却ユニットと、
前記炭酸ガス供給路に設けられた圧力測定ユニットと、
前記炭酸ガス供給路の前記冷却ユニットの下流側に設けられた温度測定ユニットと、
前記炭酸ガス供給路の前記温度測定ユニットの下流側に設けられた液化炭酸ガス噴射ユニットと、
前記冷却ユニット、前記圧力測定ユニット、前記温度測定ユニットおよび前記液化炭酸ガス噴射ユニットにそれぞれ接続された制御ユニットと、を備え、
前記制御ユニットは、前記圧力測定ユニットで測定された炭酸ガスの圧力に基づいて前記冷却ユニットにより炭酸ガスを冷却する制御を行なう、ドライアイススノー噴射装置。
【請求項２】
前記制御ユニットは、前記圧力測定ユニットで測定された炭酸ガスの圧力における炭酸ガスの飽和温度Ｔと、前記温度測定ユニットで測定された温度Ｔ’とが、Ｔ’＜Ｔの関係を満たすように前記冷却ユニットにより炭酸ガスを冷却する制御を行なう、請求項１に記載のドライアイススノー噴射装置。
【請求項３】
前記制御ユニットは、前記圧力測定ユニットで測定された炭酸ガスの圧力がＰ1であるときの炭酸ガスの飽和温度Ｔ1と前記温度測定ユニットで測定された温度Ｔ1’と、前記圧力測定ユニットで測定された炭酸ガスの圧力が前記Ｐ1よりも低いＰ2であるときの炭酸ガスの飽和温度Ｔ2と前記温度測定ユニットで測定された温度Ｔ2’とが、Ｔ1’＜Ｔ1、かつＴ2’＜Ｔ2、かつ｜Ｔ1’−Ｔ1｜＜｜Ｔ2’−Ｔ2｜の関係を満たすように前記冷却ユニットにより炭酸ガスを冷却する制御を行なう、請求項１または２に記載のドライアイススノー噴射装置。
【請求項４】
炭酸ガスの圧力を測定する工程と、
炭酸ガスを冷却する工程と、
前記冷却する工程の後に炭酸ガスを噴射する工程と、を含み、
前記冷却する工程においては、前記測定された圧力における炭酸ガスの飽和温度Ｔと、前記冷却する工程後の炭酸ガスの温度Ｔ’とが、Ｔ’＜Ｔの関係を満たすように炭酸ガスを冷却する、ドライアイススノーの噴射方法。
【請求項５】
前記冷却する工程においては、
炭酸ガスの圧力がＰ1であるときの炭酸ガスの飽和温度Ｔ1と前記冷却する工程後の炭酸ガスの温度Ｔ1’と、炭酸ガスの圧力が前記Ｐ1よりも低いＰ2であるときの炭酸ガスの飽和温度Ｔ2と前記冷却する工程後の炭酸ガスの温度Ｔ2’とが、Ｔ1’＜Ｔ1、かつＴ2’＜Ｔ2、かつ｜Ｔ1’−Ｔ1｜＜｜Ｔ2’−Ｔ2｜の関係を満たすように炭酸ガスを冷却する、請求項４に記載のドライアイススノーの噴射方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドライアイススノー噴射装置およびドライアイススノーの噴射方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば電子部品の洗浄には、洗浄後の乾燥が不要である等の理由から、ドライアイスの粒子（ドライアイススノー）を吹き付けて電子部品の表面に付着した異物等を除去するドライアイススノー噴射装置が利用されている。
【０００３】
たとえば特許文献１には、液化炭酸ガスが充填された液化炭酸ガス容器からの供給ラインおよび噴射用ガスが充填された噴射用ガス容器の供給ラインがそれぞれ接続された液化炭酸ガス供給ノズルにアダプタを介して接続された本体ノズルを有するドライアイススノー噴射装置が記載されている。
【０００４】
特許文献１に記載のドライアイススノー噴射装置においては、液化炭酸ガス容器から供給された液化炭酸ガスが、液化炭酸ガス供給ノズルに設けられた微小オリフィスから本体ノズルの筒部に噴射されて断熱膨張することによって冷却されてドライアイス粒子となり、本体ノズルからドライアイススノーとして噴射される。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載のドライアイススノー噴射装置においては、液化炭酸ガスが液化炭酸ガス容器から取り出されて本体ノズルに導かれるまでの間に雰囲気等から入熱された場合に、液化炭酸ガスの温度が上昇して液化炭酸ガスの一部が気化した不安定な状態となる。このような不安定な状態で微小オリフィスから本体ノズルの筒部に液化炭酸ガスが噴射された場合には、ドライアイススノーが生成しにくく、ドライアイススノーを利用した洗浄に支障をきたすことがあった。
【０００６】
そこで、たとえば特許文献２および特許文献３には、液化炭酸ガス容器から本体ノズルに液化炭酸ガスが導かれるまでの間に、冷却手段を設けて、液化炭酸ガスを過冷却状態とすることで、より安定的にドライアイススノーを生成する装置が記載されている。
【０００７】
具体的には、特許文献２に記載のドライアイス噴射装置においては、ガス容器と噴射機との間に冷却機を設けて、噴射機に流入する液化炭酸ガスの温度がガス容器から取り出された液化炭酸ガスの温度に比べてたとえば２℃以上低くなるように調整される。
【０００８】
また、特許文献３に記載のドライアイス製造装置においては、液化二酸化炭素を貯留する貯留容器から液化二酸化炭素を供給する供給管と、ドライアイス生成ノズルとの間に断熱した熱交換チャンバーが設られており、熱交換チャンバー内に、供給管の途中から分岐した分岐供給路に連結された噴出ノズルから液化二酸化炭素を噴出させて過冷却熱交換器を冷却して、液化二酸化炭素を過冷却状態とする装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】実用新案登録公報第２５５７３８３号
【特許文献２】特開２００７−１６０２４４号公報
【特許文献３】特開２０１０−１０５８３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献２に記載のドライアイス噴射装置においては、ガス容器から取り出された液化炭酸ガスの温度によって、噴射機に流入する液化炭酸ガスの冷却温度を制御している。しかしながら、ガス容器からたとえば−１０℃等の低温の液化炭酸ガスを取り出す場合には、ガス容器から冷却機までの間に雰囲気等からの入熱によって液化炭酸ガスの温度が上昇して蒸発してしまうため、液化炭酸ガスの正確な温度を測定することができず、冷却機における冷却温度の制御を十分に行なうことができないという問題があった。
【００１１】
また、特許文献３に記載のドライアイス製造装置においても、熱交換チャンバーの入口における液化炭酸ガスの温度と、熱交換チャンバーの出口における液化炭酸ガスの温度との温度差に基づいて、液化炭酸ガスの冷却温度を制御をしている。そのため、たとえばドライアイス製造装置の起動時および長時間停止後のように、供給管および温度計測部の温度が室温まで上昇している場合には、これらが冷却されるまで液化炭酸ガスを無駄に長時間流す必要があった。
【００１２】
さらに、特許文献２および特許文献３に記載の装置においては、ドライアイススノーを長時間連続噴射させた際に液化炭酸ガス貯蔵容器の圧力が低下する等の理由により、噴射されたドライアイススノーの被処理物への衝突圧力（洗浄圧力）が変化するという問題もあった。
【００１３】
上記の事情に鑑みて、本発明の目的は、液化炭酸ガスの無駄を抑えて、安定してドライアイススノーを生成して噴射させることができるドライアイススノー装置およびドライアイススノーの噴射方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、真空断熱容器である炭酸ガス貯蔵容器と、炭酸ガス貯蔵容器に連結された炭酸ガス供給路と、炭酸ガス供給路に設けられた冷却ユニットと、炭酸ガス供給路に設けられた圧力測定ユニットと、炭酸ガス供給路の冷却ユニットの下流側に設けられた温度測定ユニットと、炭酸ガス供給路の温度測定ユニットの下流側に設けられた液化炭酸ガス噴射ユニットと、冷却ユニット、圧力測定ユニット、温度測定ユニットおよび液化炭酸ガス噴射ユニットにそれぞれ接続された制御ユニットと、を備え、制御ユニットは、圧力測定ユニットで測定された炭酸ガスの圧力に基づいて冷却ユニットにより炭酸ガスを冷却する制御を行なうドライアイススノー噴射装置である。
【００１５】
ここで、本発明のドライアイススノー噴射装置において、制御ユニットは、圧力測定ユニットで測定された炭酸ガスの圧力における炭酸ガスの飽和温度Ｔと、温度測定ユニットで測定された温度Ｔ’とが、Ｔ’＜Ｔの関係を満たすように冷却ユニットにより炭酸ガスを冷却する制御を行なうことが好ましい。
【００１６】
また、本発明のドライアイススノー噴射装置において、制御ユニットは、圧力測定ユニットで測定された炭酸ガスの圧力がＰ1であるときの炭酸ガスの飽和温度Ｔ1と温度測定ユニットで測定された温度Ｔ1’と、圧力測定ユニットで測定された炭酸ガスの圧力がＰ1よりも低いＰ2であるときの炭酸ガスの飽和温度Ｔ2と温度測定ユニットで測定された温度Ｔ2’とが、Ｔ1’＜Ｔ1、かつＴ2’＜Ｔ2、かつ｜Ｔ1’−Ｔ1｜＜｜Ｔ2’−Ｔ2｜の関係を満たすように冷却ユニットにより炭酸ガスを冷却する制御を行なう
ことが好ましい。
【００１７】
さらに、本発明は、炭酸ガスの圧力を測定する工程と、炭酸ガスを冷却する工程と、冷却する工程の後に炭酸ガスを噴射する工程と、を含み、冷却する工程においては、測定された圧力における炭酸ガスの飽和温度Ｔと、冷却する工程後の炭酸ガスの温度Ｔ’とが、Ｔ’＜Ｔの関係を満たすように炭酸ガスを冷却するドライアイススノーの噴射方法である。
【００１８】
ここで、本発明のドライアイススノーの噴射方法において、冷却する工程においては、炭酸ガスの圧力がＰ1であるときの炭酸ガスの飽和温度Ｔ1と冷却する工程後の炭酸ガスの温度Ｔ1’と、炭酸ガスの圧力がＰ1よりも低いＰ2であるときの炭酸ガスの飽和温度Ｔ2と冷却する工程後の炭酸ガスの温度Ｔ2’とが、Ｔ1’＜Ｔ1、かつＴ2’＜Ｔ2、かつ｜Ｔ1’−Ｔ1｜＜｜Ｔ2’−Ｔ2｜の関係を満たすように炭酸ガスを冷却することが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、液化炭酸ガスの無駄を抑えて、安定してドライアイススノーを生成して噴射させることができるドライアイススノー装置およびドライアイススノーの噴射方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明のドライアイススノー噴射装置の一例の模式的な構成を示す図である。
【図２】図１に示すドライアイススノー噴射装置を用いたドライアイススノー噴射方法の一例のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。
【００２２】
図１に、本発明のドライアイススノー噴射装置の一例の模式的な構成を示す。図１に示すドライアイススノー噴射装置は、液化炭酸ガスを貯蔵する液化炭酸ガス貯蔵容器１と、液化炭酸ガス貯蔵容器１に連結されて液化炭酸ガスの流路となる液化炭酸ガス供給路５とを備えている。また、液化炭酸ガス供給路５の上流側から下流側にかけて、液化炭酸ガスの圧力を測定するための圧力測定ユニット７と、液化炭酸ガスを冷却するための冷却ユニット１１と、冷却ユニット１１の通過後の液化炭酸ガスの温度を測定するための温度測定ユニット１０と、たとえば開閉弁等の液化炭酸ガスを噴射させるための液化炭酸ガス噴射ユニット１２とがこの順に設けられている。さらに、圧力測定ユニット７、温度測定ユニット１０および液化炭酸ガス噴射ユニット１２は、それぞれ、これらのユニットを制御するための制御ユニット８に接続されている。なお、圧力測定ユニット７は、冷却ユニット１１の上流側ではなく下流側に設けられていてもよい。
【００２３】
液化炭酸ガス供給路５には、冷却ユニット１１の冷媒１７の流路となる冷媒流路１６が取り付けられており、冷媒流路１６が取り付けられている液化炭酸ガス供給路５の冷却ゾーン９において、液化炭酸ガス３と冷媒１７とが熱交換を行ない、液化炭酸ガス３が冷却される。
【００２４】
液化炭酸ガス噴射ユニット１２の下流側にはたとえばオリフィス等のドライアイススノーを発生させるための絞りユニット１４が設けられている。絞りユニット１４には液化炭酸ガスの噴射により生成したドライアイススノーを供給するためのドライアイススノー供給路１５の一端が連結されており、ドライアイススノー供給路１５の他端には噴射ノズル２１が連結されている。ここで、ドライアイススノー供給路１５の外周面は断熱材１９で覆われており、ドライアイススノー供給路１５を通過するドライアイススノーと外部雰囲気との熱交換が遮断されている。
【００２５】
また、図１に示すドライアイススノー噴射装置は、噴射用ガスを貯蔵する噴射用ガス貯蔵容器２と、噴射用ガス貯蔵容器２に連結されて噴射用ガスの流路となる噴射用ガス供給路６とを備えており、噴射用ガス供給路６にはたとえば開閉弁等の噴射用ガスを噴射させるための噴射用ガス噴射ユニット１３が設けられている。
【００２６】
また、噴射用ガス噴射ユニット１３の下流側にはヒーター付き噴射ガス用供給路２０が設けられており、ヒーター付き噴射ガス用供給路２０の下流側の端部は噴射ノズル２１に取り付けられている。ここで、ヒーター付き噴射ガス用供給路２０の外周面は断熱材２２で覆われている。
【００２７】
なお、液化炭酸ガス供給路５の一部、圧力測定ユニット７、制御ユニット８、冷却ユニット１１、温度測定ユニット１０、液化炭酸ガス噴射ユニット１２、絞りユニット１４、断熱材１９の一部、噴射用ガス供給路６の一部および噴射用ガス噴射ユニット１３は、それぞれ、図１に示すドライアイススノー噴射装置の外壁１８の内部に収容されている。
【００２８】
以下、図１に示すドライアイススノー噴射装置を用いて、ドライアイススノーを噴射させる方法の一例について説明する。
【００２９】
まず、液化炭酸ガス貯蔵容器１から液化炭酸ガス供給路５に液化炭酸ガス３を供給する。そして、液化炭酸ガス貯蔵容器１から液化炭酸ガス供給路５に供給された液化炭酸ガス３は液化炭酸ガス供給路５を通って装置の外壁１８の内部に進入し、圧力測定ユニット７によってその圧力が測定される。
【００３０】
次に、圧力測定ユニット７を通過した液化炭酸ガスは冷却ゾーン９を通過する際に冷却され、冷却ゾーン９の下流側に設けられた温度測定ユニット１０にてその温度が測定される。
【００３１】
次に、温度測定ユニット１０の通過後の液化炭酸ガス３は、液化炭酸ガス噴射ユニット１２によって絞りユニット１４を介してドライアイススノー供給路１５に噴射される。絞りユニット１４からドライアイススノー供給路１５に噴射された液化炭酸ガス３は、ドライアイススノー供給路１５内で膨張し、冷却されてドライアイススノーとなり、噴射ノズル２１に導入される。
【００３２】
また、噴射用ガス貯蔵容器２からの噴射用ガス４が噴射用ガス供給路６を通って噴射用ガス噴射ユニット１３によってヒーター付き噴射ガス用供給路２０に噴射され、ヒーター付き噴射ガス用供給路２０によって噴射用ガス４の温度が調節されながら噴射ノズル２１に導入される。なお、噴射用ガス４としては、たとえば、ドライエアー、窒素ガス、または炭酸ガス等の反応不活性のガスを用いることができる。
【００３３】
そして、噴射ノズル２１に導入されたドライアイススノーは、同じく噴射ノズル２１に導入された噴射用ガス４とともに、噴射ノズル２１の開口部から噴射される。
【００３４】
ここで、図１に示すドライアイススノー噴射装置においては、制御ユニット８が、圧力測定ユニット７で測定された液化炭酸ガス３の圧力に基づいて冷却ユニット１１により液化炭酸ガス３を冷却する制御を行なうことを特徴としている。
【００３５】
図２に、図１に示すドライアイススノー噴射装置を用いたドライアイススノー噴射方法の一例のフローチャートを示す。まず、ステップＳ１に示すように、冷却ゾーン９の通過前の液化炭酸ガス３の圧力が圧力測定ユニット７で測定される。そして、圧力測定ユニット７で測定された液化炭酸ガス３の圧力の情報が圧力測定ユニット７から制御ユニット８に送信される。
【００３６】
次に、ステップＳ２に示すように、制御ユニット８は、当該液化炭酸ガス３の圧力の情報から当該圧力における液化炭酸ガス３の飽和温度Ｔを算出する。
【００３７】
次に、ステップＳ３に示すように、冷却ゾーン９の通過後の液化炭酸ガス３の温度Ｔ’が温度測定ユニット１０で測定される。そして、温度測定ユニット１０で測定された、冷却ゾーン９の通過後の液化炭酸ガス３の温度Ｔ’の情報が温度測定ユニット１０から制御ユニット８に送信される。
【００３８】
そして、ステップＳ４に示すように、制御ユニット８は、冷却ゾーン９の通過前の飽和温度Ｔと、冷却ゾーン９の通過後の液化炭酸ガス３の温度Ｔ’とが、Ｔ’＜Ｔの関係を満たしているかどうかを判断する。
【００３９】
制御ユニット８がＴ’＜Ｔの関係が満たされていないと判断した場合には、ステップＳ５に示されるように、制御ユニット８は、冷却ユニット１１を操作して、液化炭酸ガス３の冷却を行ない、液化炭酸ガス３の温度を低下させる。なお、冷却ユニット１１による液化炭酸ガス３の冷却温度は、たとえば冷却ユニット１１から冷媒流路１６に供給される冷媒１７の増減によって調節することができる。また、冷却ゾーン９においては、液化炭酸ガス３の蒸発分を凝縮して液化炭酸ガス３に戻すこともできる。
【００４０】
一方、制御ユニット８がＴ’＜Ｔの関係が満たされていると判断した場合には、ステップＳ６に示されるように、制御ユニット８は、液化炭酸ガス噴射ユニット１２を操作して絞りユニット１４を介したドライアイススノー供給路１５に液化炭酸ガス３を供給し、噴射ノズル２１からドライアイススノーの噴射を行なうことができる。なお、液化炭酸ガス３の冷却温度は、圧力測定ユニット７で測定された液化炭酸ガス３の圧力から制御ユニット８で飽和温度Ｔを算出しなくても、予め制御ユニット８に液化炭酸ガス３の各圧力時の冷却温度がＴ’＜Ｔの関係が満たされるような数値に設定して、プログラミングしておいても良い。
【００４１】
以上のように、図１に示すドライアイススノー噴射装置においては、冷却ゾーン９の通過前の液化炭酸ガス３の温度ではなく、液化炭酸ガス３の圧力に基づいて、液化炭酸ガス３の冷却温度を制御している。
【００４２】
したがって、図１に示すドライアイススノー噴射装置においては、冷却ゾーン９の通過前の液化炭酸ガス３が液体の状態であっても、外部雰囲気からの入熱等によって蒸発して気体の状態であってもその圧力は監視することができる。そのため、装置の起動時および長時間停止後等の場合にも、監視される圧力に基づいて液化炭酸ガス３の冷却温度が制御されるため、液化炭酸ガス供給路５の冷却等のために液化炭酸ガスを長時間無駄に流す必要がない。
【００４３】
また、監視される圧力に基づいて冷却ゾーン９において冷却される液化炭酸ガス３の温度をドライアイススノーの生成に適した温度に制御することができる。
【００４４】
そのため、図１に示すドライアイススノー噴射装置においては、液化炭酸ガス３の無駄を抑えて、安定してドライアイススノーを生成して噴射させることができる。
【００４５】
以下の表１に、冷却ゾーン９の通過前の液化炭酸ガス３の圧力Ｐ（ＭＰａＧ）と、液化炭酸ガス３の圧力がＰのときの飽和温度Ｔ（℃）と、冷却ゾーン９の通過後の液化炭酸ガス３の温度Ｔ’（℃）との関係の一例を示す。ここで、冷却ゾーン９における液化炭酸ガス３の冷却温度は、たとえば−１０℃〜−５６．６℃とすることができる。
【００４６】
【表１】
0005615248.tif 000002
【００４７】
また、ドライアイススノーの噴射に伴い、液化炭酸ガス貯蔵容器１から供給される液化炭酸ガス３の圧力は次第に低下していく。
【００４８】
ここで、冷却ゾーン９の通過前の液化炭酸ガス３の圧力がＰ1であるときの液化炭酸ガス３の飽和温度をＴ1とし、冷却ゾーン９の通過後の液化炭酸ガス３の温度をＴ1’とする。また、Ｐ1から圧力が低下した後の冷却ゾーン９の通過前の液化炭酸ガス３の圧力がＰ2（Ｐ2＜Ｐ1）であるときの液化炭酸ガス３の飽和温度をＴ2とし、冷却ゾーン９の通過後の液化炭酸ガス３の温度をＴ2’とする。このとき、制御ユニット８は、Ｔ1’＜Ｔ1、かつＴ2’＜Ｔ2、かつ｜Ｔ1’−Ｔ1｜＜｜Ｔ2’−Ｔ2｜の関係を満たすように、冷却ユニット１１によって、液化炭酸ガス３を冷却する制御を行なうことが好ましい。これにより、ドライアイススノーの噴射に伴って、液化炭酸ガス貯蔵容器１から供給される液化炭酸ガス３の圧力が低下して流量が低下した場合であっても、その流量の低下に合わせて液化炭酸ガス３の冷却温度を下げることによってドライアイススノーの生成量の低下を抑えることができるため、継続的に安定してドライアイススノーを生成して噴射することができる。
【００４９】
たとえば、以下の表２に示すように、液化炭酸ガス３の圧力Ｐ1が２．３ＭＰａＧ（ゲージ圧）であるとき（飽和温度Ｔ1＝−１３．４℃）には、冷却ゾーン９の通過後の液化炭酸ガス３の温度Ｔ1’が−１５℃となるように液化炭酸ガス３を冷却する。このとき、（Ｔ1’−Ｔ1）の絶対値である｜Ｔ1’−Ｔ1｜は１．６℃となる。
【００５０】
一方、液化炭酸ガス３の圧力Ｐ2が１．５ＭＰａＧであるとき（飽和温度Ｔ2＝−２６．６℃）には、冷却ゾーン９の通過後の液化炭酸ガス３の温度Ｔ2’が−３５℃となるように液化炭酸ガス３を冷却する。このとき、（Ｔ2’−Ｔ2）の絶対値である｜Ｔ2’−Ｔ2｜は８．４℃となる。
【００５１】
【表２】
0005615248.tif 000003
【００５２】
また、液化炭酸ガス貯蔵容器１としては、たとえば、ボンベ（シリンダー）、ＬＧＣ（可般式低温液化ガス容器）またはＣＥ（コールドエバポレーター）などを用いることができる。なかでも、液化炭酸ガス貯蔵容器１としては、ＬＧＣまたはＣＥなどの大型の真空断熱容器を用いると、容器の交換頻度を大幅に減らすことができるため好ましい。なお、液化炭酸ガス貯蔵容器１として真空断熱容器を用いた場合に充填される液化炭酸ガスの圧力は、たとえば０．６ＭＰａＧ〜２．４５ＭＰａＧとすることができる。
【００５３】
なお、本明細書において、「真空断熱容器」とは、容器の少なくとも一部に設けられた真空空間によって容器内外の熱の出入りを抑制することが可能な液化ガス貯蔵容器のことを意味する。また、液化炭酸ガス貯蔵容器１は、真空断熱容器に準ずる簡易断熱された容器でも良い。
【００５４】
以下の表３に、液化炭酸ガス貯蔵容器１の種類と、液化炭酸ガス貯蔵容器１に充填された液化炭酸ガスの圧力（ＭＰａＧ）と、液化炭酸ガス貯蔵容器１に充填された液化炭酸ガスの圧力における飽和温度（℃）との関係を示す。
【００５５】
【表３】
0005615248.tif 000004
【００５６】
なお、本明細書においては、「液化炭酸ガス」と表記しているが、「液化炭酸ガス」はそのすべてが液化状態となっていることに限定されず、その一部が気化した状態となっている場合も含まれる。
【００５７】
表４において、本発明のドライアイススノー噴射装置（実施例）と、特許文献２に記載のドライアイス噴射装置（比較例１）と、特許文献３に記載のドライアイス製造装置（比較例２）との正確な冷却制御が開始可能となるまでの時間を比較する。
【００５８】
表４の実施例の欄には、本願の図１の装置を用いて、真空断熱容器である液化炭酸ガス貯蔵容器１から常温付近および−１０℃以下のそれぞれの温度の液化炭酸ガス３を取り出し、液化炭酸ガス噴射ユニット１２を閉めた状態で、制御ユニット８による冷却ユニット１１の正確な冷却制御が開始可能となるまでの時間が示されている。
【００５９】
表４の比較例１の欄には、特許文献２の図１の冷却機と噴射機との間に絞り手段を設けた装置を用いて、ガス容器から所定温度の液化炭酸ガスを取り出し、絞り手段を開けた状態または閉めた状態で、正確な冷却制御が開始可能となるまでの時間が示されている。
【００６０】
表４の比較例２の欄には、特許文献３の図１の装置を用いて、貯留容器から所定温度の液化炭酸ガスを取り出し、停止用電磁弁を開けた状態または閉めた状態で、正確な冷却制御が開始可能となるまでの時間が示されている。
【００６１】
【表４】
0005615248.tif 000005
【００６２】
表４に示すように、実施例においては、圧力測定ユニット７に液化炭酸ガス３が流れてきた時点から正確な冷却制御が開始可能となるため、液化炭酸ガス噴射ユニット１２を閉めてガス流れのない状態でも、液化炭酸ガス貯蔵容器１から液化炭酸ガス供給路５に取り出される液化炭酸ガスの温度が常温付近および−１０℃以下のいずれの場合にも、瞬時（１秒以内）に正確な冷却制御が開始可能となる。
【００６３】
また、実施例においては、当然のことながら、液化炭酸ガス噴射ユニット１２を開けてガス流れのある場合には、瞬時（１秒以内）に正確な冷却制御が開始可能となる。
【００６４】
したがって、実施例では、液化炭酸ガス噴射ユニット１２を閉めた状態でガスを無駄に流さなくても、冷却温度の制御を開始することができるため、いつでもドライアイススノーを噴射可能な状態とすることができる。
【００６５】
一方、比較例１においては、噴射機に流入する液化炭酸ガスの温度がガス容器から取り出された液化炭酸ガスの温度に比べてたとえば２℃以上低くなるように液化炭酸ガスの冷却が制御されることから、絞り手段を閉めてガス流れのない状態では、噴射機に流入する液化炭酸ガスの温度を測定できないため、正確な冷却制御を開始することができない。
【００６６】
また、比較例１においては、絞り手段を開けてガス流れのある状態としたときには、温度センサに液化炭酸ガスが流れてきた時点から正確な冷却制御が開始可能となるため、ガス容器から取り出される液化炭酸ガスの温度が常温付近である場合には、正確な冷却制御が開始可能となるが、ガス容器から取り出される液化炭酸ガス流量が少なく温度センサへの到達前に液化炭酸ガスが蒸発してしまうため、正確な冷却制御を開始することができない。
【００６７】
また、比較例２においては、停止用電磁弁を閉めてガス流れのない状態では、停止用電磁弁の下流側に設置されている噴出ノズルから液化二酸化炭素を噴出させることができないため、正確な冷却制御を開始することができない。
【００６８】
また、比較例２においては、停止用電磁弁を開けてガス流れのある状態としたときには、温度センサに液化二酸化炭素が流れてきた時点から正確な冷却温度の制御が開始可能であるが、貯留容器から取り出した液化二酸化炭素の温度が常温付近である場合には、正確な冷却制御の開始が可能となるまで数十秒の時間がかかり、−１０℃以下である場合にも温度センサに液化二酸化炭素が流れてきた時点から冷却温度の制御が開始可能であるが、液化二酸化炭素を大量に流して装置を冷却する必要があるために正確な冷却温度の制御を開始するまでには数十秒〜数分かかる。
【００６９】
なお、表４の「ガス流れ」の欄において、「無」の表記は、液化炭酸ガス噴射ユニット１２、絞り手段または停止用電磁弁が閉められて液化炭酸ガスの流れが無い場合を意味しており、「有」の表記は、液化炭酸ガス噴射ユニット１２、絞り手段または停止用電磁弁が開けられて液化炭酸ガスの流れが有る場合を意味している。
【００７０】
また、表４の「供給液化炭酸ガス温度」の欄には、液化炭酸ガス貯蔵容器１、ガス容器または貯留容器から取り出される液化炭酸ガスの温度が示されており、「不問」の表記はガスの温度に関わらず温度センサで液化炭酸ガスの温度が測定できないことを意味する。
【実施例】
【００７１】
＜実施例１＞
図１に示すドライアイススノー噴射装置からドライアイススノーを富士写真フィルム（株）製の圧力測定フィルム（商品名：富士プレスケール）に噴射して、ドライアイススノーの衝突圧力を測定し、衝突圧力の最大差を算出した。
【００７２】
（実験条件）
液化炭酸ガス貯蔵容器１：ＬＧＣ
絞りユニット１４：オリフィス
噴射用ガス４：ドライエアー、０．５５ＭＰａＧ、３０℃
実験室温度：２０〜２５℃
具体的には、まず、真空断熱容器であるＬＧＣからなる液化炭酸ガス貯蔵容器１から液化炭酸ガス供給路５に液化炭酸ガス３を供給した。そして、液化炭酸ガス貯蔵容器１から液化炭酸ガス供給路５に供給された液化炭酸ガス３の圧力Ｐを圧力測定ユニット７で測定し、制御ユニット８でその圧力Ｐのときの液化炭酸ガス３の飽和温度Ｔを算出した。表５に、圧力測定ユニット７で測定された液化炭酸ガス３の圧力Ｐ（ＭＰａＧ）と、それぞれの圧力Ｐにおける飽和温度Ｔ（℃）とを示す。
【００７３】
そして、圧力測定ユニット７を通過した液化炭酸ガス３を冷却ゾーン９で冷却し、冷却ゾーン９の下流側に設けられた温度測定ユニット１０で冷却ゾーン９の通過後の液化炭酸ガス３の温度Ｔ’を測定した。表５に、それぞれの圧力Ｐにおける冷却ゾーン９の通過後の液化炭酸ガス３の温度Ｔ’（℃）を示す。
【００７４】
ここで、実施例１においては、冷却ゾーン９の通過後の液化炭酸ガス３の温度Ｔ’と、飽和温度Ｔとの差（Ｔ’−Ｔ）が−２℃となるように、制御ユニット８が冷却ユニット１１を制御して液化炭酸ガス３の冷却を行なった。
【００７５】
その後、液化炭酸ガス３を液化炭酸ガス噴射ユニット１２から絞りユニット１４を通してドライアイススノー供給路１５に噴射し、ドライアイススノー供給路１５内でドライアイススノーとして噴射ノズル２１からドライエアーからなる噴射用ガス４とともに上記の圧力測定フィルムに対して垂直（距離２０ｍｍ）に５秒間噴射した。
【００７６】
そして、ドライアイススノー噴射後の圧力測定フィルムの色変化からドライアイススノーの衝突圧力（ＭＰａ）を測定し、衝突圧力の最大差（ＭＰａ）を算出した。その結果を表５に示す。
【００７７】
表５に示すように、冷却ゾーン９の通過後の液化炭酸ガス３の温度Ｔ’と、圧力Ｐに基づいて算出した飽和温度Ｔとの差（Ｔ’−Ｔ）が−２℃となるように液化炭酸ガス３の冷却の制御を行なった実施例１においては、冷却ゾーン９の通過前の液化炭酸ガス３の圧力Ｐが２．３（ＭＰａＧ）、１．９（ＭＰａＧ）および１．５（ＭＰａＧ）であるときの衝突圧力はそれぞれ４１（ＭＰａ）、４３（ＭＰａ）および４５（ＭＰａ）であって、衝突圧力の最大差は４（ＭＰａ）であった。
【００７８】
＜実施例２＞
冷却ゾーン９の通過前の液化炭酸ガス３の圧力がＰ1、Ｐ2（Ｐ2＜Ｐ1）であるときの飽和温度をそれぞれＴ1、Ｔ2とし、冷却ゾーン９の通過後の液化炭酸ガス３の温度をそれぞれＴ1’、Ｔ2’としたとき、Ｔ1’＜Ｔ1、かつＴ2’＜Ｔ2、かつ｜Ｔ1’−Ｔ1｜＜｜Ｔ2’−Ｔ2｜の関係を満たすように、制御ユニット８が冷却ユニット１１を制御して液化炭酸ガス３の冷却を行なったこと以外は実施例１と同様にして、ドライアイススノーの衝突圧力（ＭＰａ）を測定し、衝突圧力の最大差（ＭＰａ）を算出した。その結果を表５に示す。
【００７９】
表５に示すように、上記のように液化炭酸ガス３の冷却を制御した実施例２においては冷却ゾーン９の通過前の液化炭酸ガス３の圧力Ｐが２．３（ＭＰａＧ）、１．９（ＭＰａＧ）および１．５（ＭＰａＧ）であるときの衝突圧力はそれぞれ４２（ＭＰａ）、４２（ＭＰａ）および４３（ＭＰａ）であって、衝突圧力の最大差は１（ＭＰａ）であった。
【００８０】
＜参考例＞
冷却後の液化炭酸ガスの温度Ｔ’が−３５℃で一定となるように液化炭酸ガスを冷却制御したこと以外は実施例２と同様にして実験を行なった。その結果を表５に示す。
【００８１】
表５に示すように、参考例においては、冷却前の液化炭酸ガスの圧力Ｐが２．３（ＭＰａＧ）、１．９（ＭＰａＧ）および１．５（ＭＰａＧ）であるときの衝突圧力はそれぞれ３６（ＭＰａ）、４０（ＭＰａ）および４３（ＭＰａ）であって、衝突圧力の最大差は７（ＭＰａ）であった。
【００８２】
【表５】
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【００８３】
＜評価＞
表５に示すように、実施例１および実施例２においては、参考例と比べて、ドライアイススノーをより安定的に生成して噴射することができた。これは、実施例１および実施例２においては、参考例と異なり、冷却前の液化炭酸ガスの圧力に基づいて適切な冷却制御を行なっているためと考えられる。
【００８４】
また、表５に示すように、実施例２においては、実施例１と比べて、ドライアイススノーをより安定的に生成して噴射することができた。これは、液化炭酸ガス貯蔵容器１内が低圧になるほど、液化炭酸ガス噴射ユニット１２への液化炭酸ガスの流入量が減少するため、冷却温度を下げて過冷却度を上げることにより、ドライアイスの生成率が上がり、液化炭酸ガス貯蔵容器１内の圧力の変化に関わらずドライアイスの発生量をほぼ一定にすることができたことによるものと考えられる。
【００８５】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明は、ドライアイススノー噴射装置およびドライアイススノーの噴射方法に利用することができる。
【符号の説明】
【００８７】
１  液化炭酸ガス貯蔵容器、２  噴射用ガス貯蔵容器、３  液化炭酸ガス、４  噴射用ガス、５  液化炭酸ガス供給路、６  噴射用ガス供給路、７  圧力測定ユニット、８  制御ユニット、９  冷却ゾーン、１０  温度測定ユニット、１１  冷却ユニット、１２  液化炭酸ガス噴射ユニット、１３  噴射用ガス噴射ユニット、１４  絞りユニット、１５  ドライアイススノー供給路、１６  冷媒流路、１７  冷媒、１８  外壁、１９  断熱材、２０  ヒーター付き噴射ガス用供給路、２１  噴射ノズル、２２  断熱材。
【図１】
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【図２】
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